JP2005262132A - 加熱炉内の雰囲気温度調整方法、並びに塗装金属帯の乾燥及び焼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥・焼付炉内で結露が発生してしまうことを防止する。
【解決手段】乾燥・焼付炉２は、乾燥・焼付炉２内の雰囲気温度を検出する温度計測部９と、乾燥・焼付炉２内の露点温度を検出する露点計測部１０と、温度計測部９が計測した炉内雰囲気温度及び露点計測部１０が計測した露点温度に基づいて、乾燥・焼付炉２内の雰囲気温度を制御する制御装置７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装鋼板等の塗装金属帯の乾燥及び焼付を行う加熱炉の雰囲気温度を調整する加熱炉内の雰囲気温度調整方法及び、そのような乾燥及び焼付を行う塗装金属帯の乾燥及び焼付装置に関する。

塗装鋼板は、家電分野、建材分野、自動車分野等、幅広い分野で用いられており、用途によっては目に見える部分にそのまま使用されるため、塗装面が美麗であることなど、良好な外観に対する要求がますます厳しくなってきている。このような塗装鋼板は、ロールコータ等のコーティング装置にて連続的に塗装が施され、その後、乾燥、焼付、そして冷却される工程を経て、製品となる。
乾燥及び焼付方式としては、一般的には加熱ガスによる加熱方式及び誘導加熱による加熱方式がある。設備のコンパクト化、制御しやすさ、応答性の速さ等の理由から誘導加熱による加熱方式が多用されている。

図２は、誘導加熱による加熱方式を採用した設備の一例を示す。
この図２に示すように、この設備では、連続塗装装置であるロールコータ１０１で鋼板２００の表面に塗装を施し、その塗装鋼板２００を乾燥・焼付炉１０２で乾燥及び焼付し、そして、塗装鋼板２００を冷却装置１０３で冷却する。ここで、乾燥・焼付炉１０２では、図示しない誘導加熱装置で誘導電流により塗装鋼板２００を加熱するとともに、給気ファン１０４及び排気ファン１０５により外気を通気させている。
なお、特許文献１には、誘導加熱による乾燥・焼付装置が開示されている。
特開平６−７９２１８号公報

前述の誘導加熱による加熱方式を採用した場合、誘導電流で鋼板のみを加熱するため、乾燥・焼付炉内では、わずかな対流伝熱、放射伝熱が発生するだけなので、乾燥・焼付炉内の雰囲気温度及び内壁の温度はほとんど上昇しない。このようなことから、塗装鋼板の乾燥及び焼付工程で塗料内の水分が蒸発して発生した水蒸気が、炉内壁で結露してしまう。しかし、炉内壁で結露が起こると、それが水滴となり、未乾燥の塗装鋼板上に落下してしまい、塗装欠陥を発生させてしまう。
炉内壁での結露を防止する技術として、特許文献１には、誘導加熱方式の乾燥・焼付装置において、炉内へ温風・熱風を送り込むとともに、炉内壁を炉内雰囲気温度よりも高い温度に設定可能として、帯状塗装体からの気化・蒸発物の内壁への結露を防止することが開示されている。

しかし、特許文献１に記載された技術を適用しても、例えば搬送速度の上昇にともない誘導加熱装置の出力を上昇させると、炉内で蒸発する水分の量が増加して結露の防止が不十分となったり、これを防止するために、炉内へ送り込む温風・熱風の温度を常時高いものとすると、通板速度が遅い場合には不必要に温風・熱風の温度を上昇させることとなり、炉内へ送り込む空気の加熱のためのエネルギーコストが高くつくことになる。さらに、温風・熱風の温度を必要以上に高い温度に設定する場合には、「ワキ」と呼ばれる塗膜からの水分の激しい蒸発による塗装欠陥が発生することもある。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、乾燥・焼付炉（加熱炉）内で結露が発生してしまうことを防止する加熱炉内の雰囲気温度調整方法及び塗装金属帯の乾燥及び焼付装置の提供を目的とする。

請求項１記載の加熱炉内の雰囲気温度調整方法は、塗装金属帯を通板させてその塗装の乾燥及び焼付を行う加熱炉の雰囲気温度を調整する加熱炉内の雰囲気温度調整方法において、前記加熱炉内の露点温度に基づいて当該加熱炉内の雰囲気温度を調整することを特徴とする。
また、請求項２記載の加熱炉内の雰囲気温度調整方法は、請求項１記載の加熱炉内の雰囲気温度調整方法において、前記加熱炉内の通気ガスの温度を調整して前記雰囲気温度を調整することを特徴とする。

また、請求項３記載の加熱炉内の雰囲気温度調整方法は、請求項１又は２記載の加熱炉内の雰囲気温度調整方法において、前記露点温度から一定範囲内で前記雰囲気温度を高くすることを特徴とする。
また、請求項４記載の塗装金属帯の乾燥及び焼付装置は、加熱炉内を通板させて塗装金属帯の当該塗装の乾燥及び焼付を行う塗装金属帯の乾燥及び焼付装置において、前記加熱炉内の雰囲気温度を検出する炉内雰囲気温度検出手段と、前記加熱炉内の露点温度を検出する露点温度検出手段とを備え、前記炉内雰囲気温度検出手段が検出した前記雰囲気温度及び前記露点温度検出手段が検出した前記露点温度に基づいて、前記加熱炉内の雰囲気温度を炉内雰囲気温度制御手段により制御することを特徴とする。

また、請求項５記載の塗装金属帯の乾燥及び焼付装置は、請求項４記載の塗装金属帯の乾燥及び焼付装置において、前記炉内雰囲気温度制御手段が、前記加熱炉内の通気ガスの温度を調整して前記雰囲気温度を制御することを特徴とする。
また、請求項６記載の塗装金属帯の乾燥及び焼付装置は、請求項４又は５記載の塗装金属帯の乾燥及び焼付装置において、前記炉内雰囲気温度制御手段が、前記露点温度から一定範囲内で前記雰囲気温度を高くすることを特徴とする。

請求項１又は４記載の発明によれば、加熱炉内の露点温度に基づいて当該加熱炉内の雰囲気温度を調整又は制御するので、確実に結露の発生を防止できる。
また、請求項２又は５記載の発明によれば、前記加熱炉内の通気ガスの温度を調整して前記雰囲気温度を調整又は制御しており、簡単な構成として加熱炉内の雰囲気温度を調整又は制御することができる。
また、請求項３又は６記載の発明によれば、前記露点温度から一定範囲内で前記雰囲気温度を高くしているので、エネルギを無駄なく利用して、結露の発生を防止できる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態は、本発明を適用した塗装鋼板の塗装、乾燥、焼付及び冷却を行う設備（以下、塗装鋼板の処理設備という。）である。図１は、塗装鋼板の処理設備の構成を示す。
塗装鋼板の処理設備は、ロールコータ１で鋼板２００の表面に塗装を施し、その塗装鋼板２００を加熱炉である乾燥・焼付炉２で乾燥及び焼付し、そして、塗装鋼板２００を冷却装置３で冷却する。ここで、乾燥・焼付炉２は、給気ファン４、排気ファン５、熱交換器６、制御装置７、流量調整弁８、温度計測部９及び露点計測部１０を備えている。

塗装鋼板の処理設備において、外気は、先ず熱交換器６に取り込まれる。取り込まれた外気は、熱交換器６で熱媒体となる蒸気との熱交換により加熱される。ここで、熱交換器６に流入させる蒸気の流量は、制御装置７により制御される流量調整弁８により調整されている。このように、蒸気の流量が調整されることで、外気の温度を所定量上昇されることができる。なお、制御装置７による流量調整弁８の制御については後述する。
この熱交換器６で温度上昇された外気（以下、通気ガスという。）は、給気ファン４により、乾燥・焼付炉２内に供給される。

乾燥・焼付炉２には、ロールコータ１からの塗装鋼板２００が通板されている。この乾燥・焼付け炉２は、誘導電流により塗装鋼板２００を加熱するための図示しない誘導加熱装置を備えており、この誘導加熱装置で、通板されてくる塗装鋼板２００の乾燥及び焼付を行う。このときの、乾燥・焼付け炉２内の温度（具体的には炉内雰囲気温度）及び露点が、温度計測部９及び露点計測部１０により計測されている。
温度計測部９及び露点計測部１０はそれぞれ、計測した炉内温度及び露点温度を制御装置７に出力する。ここで、露点計測部９は、例えば乾燥・焼付炉２内の情報、例えば水蒸気圧等に基づいて露点温度を計測する。
なお、露点温度とは、一般的には、一定気圧下で、湿り気を加えずに冷却したとき空気が飽和状態になる温度とされている。

制御装置７では、炉内温度及び露点温度に基づいて、流量調整弁８を調整し、熱交換器６に送り込む蒸気の流量を制御する。これにより、熱交換器６から給気ファン４を介して乾燥・焼付炉２内に送り込まれる外気ガスの温度が調整される。
乾燥・焼付炉２で乾燥及び焼付された塗装鋼板２００は、その後、冷却装置３で冷却される。また、乾燥・焼付炉２に供給された通気ガスは、乾燥・焼付炉２内を通気されて、例えば、塗装鋼板２００の通板方向と同一方向に通気されて、排気ファン５により乾燥・焼付炉２外に排出される。

次に、制御装置７による流量調整弁８の調整、すなわち通気ガスの温度の制御内容を説明する。
制御装置７は、温度計測部９から得られる炉内温度が、露点計測部１０から得た露点温度より大きくなるように、流量調整弁９を調整（具体的には開閉）し、通気ガスの温度を制御する。このとき、制御装置７は、炉内温度が露点温度の近傍、すなわち一定範囲内に収まるよう温度を制御する。

このように通気ガスの温度を制御して、炉内温度が露点温度以下にならないようにすることで、乾燥・焼付け炉内での結露を防止することができる。これにより、塗装欠陥を招くことなく、乾燥・焼付け炉内で塗装鋼板を乾燥及び焼付けを行うことができる。
さらに、炉内温度が露点温度の近傍、すなわち一定範囲内に収まるよう温度を制御して、炉内温度が必要以上に高温にならないようにしている。これにより、エネルギ利用効率を高くして、結露防止を実現することができる。さらに、炉内温度（雰囲気温度）も高くなりすぎないので、塗膜の激しい蒸発による塗装欠陥を、乾燥過程で発生させることなく、結露を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の実施形態では、塗装金属帯が塗装鋼板である場合を説明したが、他の金属帯であってもよい。
なお、前述の実施形態の説明において、乾燥・焼付炉２が本発明に係る塗装金属帯の乾燥及び焼付装置を実現している。すなわち、温度計測部９は、加熱炉内の雰囲気温度を検出する炉内雰囲気温度検出手段を実現しており、露点計測部１０は、加熱炉内の露点温度を検出する露点温度検出手段を実現しており、制御装置７は、炉内雰囲気温度検出手段が検出した雰囲気温度及び露点温度検出手段が検出した露点温度に基づいて、加熱炉内の雰囲気温度を制御する炉内雰囲気温度制御手段を実現している。

本発明の実施形態である塗装鋼板の処理設備の構成を示す図である。 従来の設備を示す図である。

符号の説明

１ ロールコータ
２ 乾燥・焼付炉
３ 冷却装置
４ 給気ファン
５ 排気ファン
６ 熱交換器
７ 制御装置
８ 流量調整弁
９ 温度計測部
１０ 露点計測部
２００ 鋼板

Claims (6)

1. 塗装金属帯を通板させてその塗装の乾燥及び焼付を行う加熱炉の雰囲気温度を調整する加熱炉内の雰囲気温度調整方法において、
   前記加熱炉内の露点温度に基づいて当該加熱炉内の雰囲気温度を調整することを特徴とする加熱炉内の雰囲気温度調整方法。
2. 前記加熱炉内の通気ガスの温度を調整して前記雰囲気温度を調整することを特徴とする請求項１記載の加熱炉内の雰囲気温度調整方法。
3. 前記露点温度から一定範囲内で前記雰囲気温度を高くすることを特徴とする請求項１又は２記載の加熱炉内の雰囲気温度調整方法。
4. 加熱炉内を通板させて塗装金属帯の当該塗装の乾燥及び焼付を行う塗装金属帯の乾燥及び焼付装置において、
   前記加熱炉内の雰囲気温度を検出する炉内雰囲気温度検出手段と、
   前記加熱炉内の露点温度を検出する露点温度検出手段と、
   前記炉内雰囲気温度検出手段が検出した前記雰囲気温度及び前記露点温度検出手段が検出した前記露点温度に基づいて、前記加熱炉内の雰囲気温度を制御する炉内雰囲気温度制御手段と、
   を備えることを特徴とする塗装金属帯の乾燥及び焼付装置。
5. 前記炉内雰囲気温度制御手段は、前記加熱炉内の通気ガスの温度を調整して前記雰囲気温度を制御することを特徴とする請求項４記載の塗装金属帯の乾燥及び焼付装置。
6. 前記炉内雰囲気温度制御手段は、前記露点温度から一定範囲内で前記雰囲気温度を高くすることを特徴とする請求項４又は５記載の塗装金属帯の乾燥及び焼付装置。

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